전기 단자 블록

전기 단자 블록{Electrical terminal block}

본 발명은 전기 단자 블록에 관한 것으로, 특히 전기 단자 블록용의 분리 가능한 전기 접점 장치에 관한 것이다.

서로 약간의 거리를 두고 위치하고 각각이 전도(傳導) 요소에 연결될 수 있는 2개의 전도 부재를 가지는 분리 가능한 전기 접점 장치가 알려져 있고, 2개의 전도 부재와 접촉하는 회로 폐쇄 위치와, 2개의 전도 부재로부터 분리되는 회로 개방 위치와의 사이에서 이동될 수 있는 전도 띠 형태의 블레이드를 통해 2개의 전도 부재 사이의 전기 접속을 확립하는 것이 가능하다.

일반적으로, 블레이드는 그의 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 피벗할 수 있도록 장착되어 있다.

분리 가능한 전기 접점 장치는 특히 진동, 먼지 또는 부식성 분위기의 관점에서 어려움이 있는 그러한 환경에서 종종 사용된다.

본 발명의 목적은, 곤란한 환경에서도 신뢰성이 높은 분리 가능한 접점 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,

- 서로 약간의 거리를 두고 배치되고, 예를 들어, 도선을 통해 전도 요소에 각각 접속될 수 있는 2개의 전도 부재와;

- 상기 2개의 전도 부재와 접촉하는 회로 폐쇄 위치와, 상기 2개의 전도 부재로부터 분리되는 회로 개방 위치와의 사이에서 이동될 수 있는 전도 띠 형태의 블레이드와;

- 상기 블레이드에 병진 운동 가능하게 연결되고, 절연 케이싱 내에서, 상기 블레이드가 회로 폐쇄 위치에 있게 되는 상기 케이싱 내로의 "삽입" 위치와, 상기 블레이드가 회로 개방 위치에 있게 되는 "철회" 위치와의 사이에서 이동될 수 있는 로드; 및

- 상기 철회 위치와 상기 삽입 위치 각각에 상기 로드를 안정적으로 유지하기 위한 수단들을, 상기 절연 케이싱의 내부에 포함하는 전기 단자 블록에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 전기 단자 블록은,

- 상기 로드를 상기 철회 위치에 유지하는 수단은 상기 케이싱과 상기 로드 사이에 삽입되는 나선 스프링을 포함하고,

- 상기 로드를 상기 삽입 위치에 유지하는 수단은 상기 로드 자체와 연관되어 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.

일부 적용례에서는, 다수의 접점이 병렬로 배치되어 있고, 한 쌍을 이루는 방식으로 작동되어야 한다. 이러한 경우, 다수의 접점과 연관된 로드들이 평행하게 배치되고, 그 로드들의 자유 단부들이 바(bar) 형태의 부재에 의해 연결되어 있고, 그 바 형태의 부재에, 다수의 블록의 로드들에 평행한 구동 로드가 작용하고, 그 구동 로드는 접점들을 폐쇄 위치에 유지하기 위한 수단을 구비하고 있다.

제1 실시형태에 따르면, 상기 로드를 접점 폐쇄 위치에 유지하는 수단은, 로드로부터 수직 방향으로 연장하고, 로드를 안내하기 위한 케이싱에 형성된 홈에 결합되는 핑거를 포함하고, 상기 홈은 로드에 평행하게 배치되고, 또한 접점에 가장 가까이 위치한 그의 단부에 90°전환부를 가지고 있다.

접점을 폐쇄하기 위해서는, 로드가 상기 케이싱 내로 삽입되는 방향으로 로드를 미끄럼 이동시킨 다음, 로드로부터 연장하는 핑거가 상기 홈의 하단에 닿은 때 로드를 회전시키면 된다. 접점 폐쇄 위치에 로드를 적절히 잠그기 위해, 핑거 자체를 안내하기 위한 상기 홈의 전환부가 그의 끝에 핑거 잠금 노치(notch)를 가지고 있다.

접점을 개방하기 위해서는, 핑거가 결합되어 있는 잠금 노치로부터 핑거를 해방시킨 다음, 핑거가 로드의 축선에 평행하게 형성된 홈에 위치할 때까지 로드를 회전시키면 된다. 그 후, 스프링이 로드를 접점 개방 위치로 복귀시킨다. 로드를 회전시키기 위해, 스크루드라이버의 날이 결합될 수 있는 슬롯을 로드의 단부에 구비할 수 있다.

제2 실시형태에 따르면, 상기 로드를 접점 폐쇄 위치에 유지하는 수단은, 로드로부터 수직 방향으로 연장하고, 로드를 안내하기 위한 케이싱에 형성된 경사진 홈에 결합되는 핑거를 포함하고, 상기 경시진 홈은 로드가 상기 케이싱 내에 최대로 결합된 위치에서 핑거를 잠그기 위한 노치를 가지고 있다.

유리하게는, 상기 경사진 홈은 연속적이고, 이러한 홈이 형성되어 있는 케이싱은 그의 둘레에, 접점 폐쇄 위치와 접점 개방 위치 쪽으로의 로드의 이동에 연속하여 대응하는 다수의 연속하는 홈 부분을 가지고 있다.

이 경우, 로드의 병진 운동이 로드의 회전 운동을 수반한다. 상기 경사진 홈이 그 홈이 형성되어 있는 케이싱의 보어의 전체 둘레에서 연속적으로 연장하여 있는 한, 로드를 항상 동일한 방향으로 회전시키면서 로드를 철회 위치로부터 삽입 위치로 그리고 삽입 위치로부터 철회 위치로 통과시킬 수 있다.

또 다른 실시형태에 따르면, 상기 로드를 접점 폐쇄 위치에 유지하는 수단은, 로드의 둘레에 결합되고 상기 절연 케이싱 내에 자유롭게 회전하지만 병진 운동하지 않도록 장착되어 있는 링을 포함하고, 이 링은 톱니들이 형성된 2개의 가장자리를 가지고 있고, 각각의 톱니는 상기 링의 축선에 평행한 직선 부분과 이 직선 부분에 연속하는 경사면으로 형성되어 있고, 상기 경사면은 모두 동일한 방향으로 경사져 있고, 상기 링은 그의 내벽에, 2개의 톱니 사이의 파인 영역과 번갈아 있는 축방향 홈을 가지고 있고, 또한, 상기 로드는, 상기 링의 각 측부에 위치하도록 하기 위해 상기 링의 폭과 적어도 동일한 거리만큼 축방향으로 떨어져 있는 2개의 반경방향으로 돌출한 러그(lug)를 가지고 있고, 상기 2개의 러그는 하나의 톱니의 길이와 실질적으로 동일한 거리만큼 원주방향으로 서로 어긋나 있고, 상기 로드의 자유 단부쪽에 위치한 러그는, 회로 폐쇄 위치에 대응하는 로드의 축방향 위치에서는 다른쪽의 러그가 상기 파인 영역에 끼워지게 하고, 또한, 회로 개방 위치에 대응하는 로드의 축방향 위치에서는 상기 다른쪽의 러그가 상기 축방향 홈 내에 위치하도록 하기 위해, 상기 링의 톱니의 경사면을 압박하여 상기 링의 회전 구동을 발생하도록 기능한다. 로드에 가해지는 압력은 노치가 형성된 링이 회전될 수 있도록 하고, 또한 로드가 접점 폐쇄 위치로부터 접점 개방 위치로 또한 그 반대로 통과하도록 한다.

로드가 접점 폐쇄 위치로부터 접점 개방 위치로 또한 그 반대로 통과하는 동안 회전하도록 되어 있는 실시형태들에서, 블레이드는 이와 연관된 로드 상에서 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 상기 로드는 절연 케이싱 내에서 회전 운동은 하지 않고 병진 운동만으로 안내된다.

본 발명이 비제한적인 예시로서 주어진 분리 가능한 전기 접점 장치의 네개의 실시예에 관한 이하의 설명을 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 접점 개방 위치에 있는 제1 실시형태의 단자 블록의 측면도.

도 2는 접점 폐쇄 위치에 있는, 도 1과 유사한 도면.

도 3은 접점 작동 수단의 분해 사시도.

도 4는 조립된 상태의 접점 작동 수단의 사시도.

도 5는 접점 개방 위치에 있는 제2 실시형태의 단자 블록의 개략 측면도.

도 6은 도 5의 선VI-VI을 따라 취한 단면도.

도 7은 접점 폐쇄 위치에 있는, 도 5와 유사한 도면.

도 8은 도 7의 선VIII-VIII을 따라 취한 단면도.

도 9는 접점 폐쇄 위치에 로드를 유지하기 위한 수단의 확대도.

도 10 및 도 11은 각각 접점 개방 위치와 접점 폐쇄 위치에 있는 또 다른 실시형태의 단자 블록의 측면도.

도 12 및 도 13은 각각 분해된 상태와 조립된 상태에 있어서의 전기 접점을 작동시키는 장치의 나타내는 도면.

도 14∼도 18은 접점을 폐쇄하기 위해 로드를 작동시키는 원리를 나타내는 개략도.

도 19는 3개의 접점을 동시에 작동시키는 장치를 나타내는 사시도.

도 1∼도 4에 도시된 장치는, 2개의 전도(傳導) 바(bar)(3, 4)를 구비한 단자 블록(2)을 포함하고, 전도 바(3, 4)들 사이에서 블레이드(5)에 의해 전기 접속이 이루어진다. 또한, 이들 전도 바(3, 4)는, 도시된 예의 나사 접속 죠(jaw)와 같은 전기 접속 부품에 전기적으로 접속되어 있다. 물론, 이들 전도 바(3, 4)는, 예를 들어, 셀프-스트리핑 죠(self-stripping jaw) 또는 플러그용 IDC 가지(tine)와 같은 다른 접속 부속품에 접속될 수 있지만, 그 접속 부속품이 이들 예에 한정되는 것은 아니다.

원통형 로드(7)를 안내하기 위한 환형 부재(6)가 단자 블록을 형성하는 절연 케이싱 내에 형성되어 있다. 원통형 로드(7)는 그의 상부 부분에, 반경방향으로 돌출하는 핑거(8)를 가지고 있고, 그의 하부 부분에는 리세스(9)를 가지고 있으며, 그 리세스(9)는 바닥쪽에서 어깨부(10)에 의해 한정되어 있다. 리세스(9)는 Ω형상의 띠 형태인 블레이드(5)를 설치하기 위해 사용되고, 블레이드(5)의 중앙부가 리세스(9)에 결합하여, 블레이드(5)가 로드(7)상에 체결되지만 그 로드에 대하여 자유롭게 피벗할 수 있게 한다. 띠 형태의 블레이드(5)의 이러한 피벗 가능한 체결은 단자 블록의 케이싱에 형성된 가이드들(도면에 도시되어 있지 않음)에 의해 달성된다. 상단쪽에서 개방되어 있는 하우징(13)을 포함하는 블록(12)이 환형 부재(6)의 하방에 이 환형 부재에 대향하여 제공되어 있다. 로드(7)의 하단부가 하우징(13) 내에 결합되고, 나선 스프링(11)이 하우징(13) 내에 수용되어 있다. 그 나선 스프링(11)은 로드(7)의 하단부를 둘러싸고 있고, 한편으로는 하우징(13)의 바닥을 누르고, 다른 한편으로는 로드(7)의 어깨부(10)를 압박한다. 환형 부재(6)에는, 로드(7)의 핑거(8)가 결합되는 축방향 홈(14)이 형성되어 있다. 이 축방향 홈(14)은 그의 하단부에 90°전환부(15)를 가지고 있고, 이 전환부는 잠금 노치(locking notch)를 형성하는 상방으로 향한 리세스(16)에서 끝나도록 되어 있다. 로드(7)의 상단부에는, 스크루드라이버의 날이 결합할 수 있는 슬롯(17)과, 직경방향 관통구멍(18)을 가지고 있다.

실행에 있어서는, 로드(7)의 핑거(8)가 도 1, 도 3, 도 4에 도시된 위치에 있는 경우, 즉, 환형 부재(6)의 축방향 홈(14)에 결합되어 있는 경우, 스프링(11)은 신장된 위치에 있어, 로드(7)가 상방으로 밀어올려져 있고, 블레이드(5)는 전도 바(3, 4)와 접촉하지 않고 그 전도 바의 상방에 위치하며, 로드(7)의 상단부가 절연 케이싱을 넘어 돌출하여 있게 된다. 따라서, 이와 같이 로드의 상단부가 절연 케이싱을 넘어 연장하여 있는 것을 눈으로 봄으로써, 접점이 개방 위치에 있는 것을 바로 시각적으로 인식할 수 있다. 또한, 접점 개방 위치에서, 안전상의 이유로 부정 조작 방지 시일(temperproof seal)을 구비할 수 있는 링크와 같은 부재를 직경방향 관통구멍(8)에 통과시킴으로써 로드(7)를 상승된 위치에 고정시킬 수도 있다.

접점을 폐쇄하기 위해서는, 핑거(8)가 축방향 홈(14)의 바닥에 닿을 때까지 로드(7)에 압력을 가한 다음, 예를 들어, 스크루드라이버의 날을 사용하여, 핑거(8)가 90° 전환부(15)의 바닥에 접할 때까지 로드(7)를 회전시켜, 핑거(8)를 상방으로 향한 리세스(잠금 노치)(16)에 걸어 잠근다(도 2 참조). 이를 역으로 조작하게 되면 접점이 다시 개방 위치로 된다.

도 5∼도 9는 본 발명의 장치의 다른 실시형태를 나타내고, 여기서는 상기한 실시형태와 동일한 구성요소는 동일한 부호로 나타낸다.

이 실시형태에서는, 로드(7)가 2개의 정반대 위치에 있는 핑거(19)를 가지고 있고, 이들 핑거(19)는 로드(7)를 안내하기 위한 환형 부재(22)의 내측에서 360°에 걸쳐 연장하여 있는 경사진 홈(20)과 협동하도록 되어 있다. 이 경사진 홈(20)은 4개의 쌍을 이루는 대칭 부분들로 이루어져 있다. 경사진 홈(20)의 각각의 하부에는, 상방으로 향한 리세스(23)가 마련되어 있고, 접점 폐쇄 위치에 대응하는 로드의 하강된 위치에서 핑거가 그 상방으로 향한 리세스(23) 내에 잠그어질 수 있다. 이러한 접점 폐쇄 위치가 도 7∼도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 로드(7)의 회전 운동을 수반한 병진 운동에 의해 핑거(19)가 경사진 홈(20) 내에서 하강할 때, 위치 A에 있던 핑거(19)가 위치 B의 낮은 위치로 가서 정지한다. 조작자가 로드에 가해진 압력을 해제하면, 스프링(11)이 신장되어, 핑거가 경사로 상의 위치 C로 가게 되고, 이 경사로를 따라 이동하여 위치 D, 즉, 리세스(23)의 바닥에 도달하게 된다. 개방 위치로 하기 위해서는, 조작자가 로드(7)에 압력을 가하여, 핑거(19)가 그 바로 밑에 위치한 경사로를 따라 위치 E로 가게 되고, 이 위치로부터는, 로드(7)에 가해진 압력을 해제하기만 핑거(19)가 위치 F를 통과하여 높은 위치의 접점 개방 위치로 복귀하게 된다.

도 10∼도 18은 로드(7)가 접점 개방 위치와 접점 폐쇄 위치 사이에서 단지 미끄럼 이동만을 하도록 되어 있는 또 다른 실시형태를 나타낸다. 이 경우에는, 단자 블록(2)을 형성하는 케이싱은 케이지(cage)(25)를 구비하고 있고, 이 케이지의 내측에, 안쪽에 노치가 형성되어 있는 링(26)이 배치되고, 이 링(26)은 로드(7) 상에서 자유롭게 회전하도록 장착된다. 로드(7)는 상부 러그(lug)(27)와 하부 러그(28)를 가지고 있고, 이들 상부 러그(27)와 하부 러그(28)는 링(26)의 폭과 적어도 동일한 거리만큼 축방향으로 떨어져 있고, 또한 옆으로 서로 어긋나 있다. 특히 도 14∼도 18에 도시된 바와 같이, 링(26)은 그의 내벽에 톱니(29) 형태로 된 상부 및 하부 가장자리를 가지고 있다. 각각의 톱니(29)는, 링(26)의 축선에 평행한 직선 부분(32)과 그 직선 부분에 이어진 경사면(30)으로 형성되어 있다. 경사면(30)은 모두 동일한 방향으로 경사져 있다. 또한, 링(26)은 그의 전체 높이에 걸쳐 연장하는 축방향 홈(33)들을 가지고 있고, 이들 축방향 홈(33)은 2개의 톱니 사이의 파인 영역(34)들과 번갈아 위치하여 있다. 각각의 축방향 홈(33)의 폭은 러그(27, 28) 각각의 폭과 적어도 동일하다. 2개의 러그(27, 28)는 하나의 톱니의 길이와 거의 동일한 거리만큼 원주방향으로 서로 어긋나 있다. 이 실시형태의 장치는 다음과 같이 작동한다. 도 14는 로드(7)가 상승된 위치에 있는 상태를 나타낸다. 이 상태에서는 하부 러그(28)가 축방향 홈(33)에 결합된다. 조작자가 로드(7)에 압력을 가하면, 상부 러그(27)가 그의 맞은편의 톱니의 경사면(30)을 압박하여, 도 15에 도시된 바와 같이 상부 러그(27)가 축방향 홈(33)에 들어갈 때까지 링(26)을 회전시킨다. 조작자가 로드에 가해진 압력을 해제하면, 하부 러그(28)가 링의 허부의 하나의 톱니의 경사면(30)에 접촉하여, 도 16에 도시된 바와 같이 하부 러그(28)가 2개의 톱니 사이의 파인 영역(34)의 바닥에 위치할 때까지 링(26)을 회전시킨다. 그래서, 로드는 접점 폐쇄 위치에 잠그어진 채로 유지된다. 접점을 개방하기 위해서는, 로드(7)에 다시 압력을 가함으로써, 도 17에 도시된 바와 같이 상부 러그(27)가 그에 바로 마주하여 위치한 톱니를 밀어, 로드(7)에 가해진 압력을 해제한 때, 맞은편의 표면에 접하여 있는 하부 러그(28)가 도 18에 도시된 바와 같이 축방향 홈(33)에 들어갈 수 있을 때까지 링(26)을 회전시킨다. 도 18은 새로운 접점 개방 위치를 나타낸다.

도 19는, 블레이드(5)를 각각 지탱하고 있는 3개의 로드(7)가 동시에 작동되도록 되어 있는 본 발명의 장치의 또 다른 실시형태를 나타낸다. 이를 위해, 본 실시형태에서는, 특수한 잠금 수단을 가지고 있지 않은 3개의 로드가 연결 바(35)에 의해 연결되어 있다. 도시된 예에서는, 중앙의 로드(7)가 이 로드(7)에 병진 운동 가능하게 연결되어 있는 피벗 가능한 헤드(37)를 구비하고 있다. 이 헤드(37)는 절연 케이싱(38) 또는 케이지의 내부에서 병진 운동할 수 있고, 그 케이싱(38)의 잠금 홈(40)에 결합하도록 구성된 핑거(39)를 가지고 있다. 따라서, 헤드(37)에 화살표 F1의 방향으로 압력을 가함으로써, 3개의 블레이트(5)를 동시에 하강시킬 수 있고, 또한, 화살표 F2의 방향으로 헤드(37)를 1/4바퀴 회전시킴으로써, 중앙의 로드(7) 및 이 중앙의 로드에 연결 바(35)에 의해 연결되어 있는 나머지 2개의 로드를 하강된 위치에 잠그기 위해 핑거(39)를 잠금 홈(40)에 결합시킬 수 있다. 따라서, 블레이드(5)들이 이들과 연관된 회로의 폐쇄 위치에 유지된다. 이 때 헤드(37)는 케이싱 내에 삽입되어 있는 상태이다. 헤드(37)를 반대방향으로 회전시키면, 핑거(39)를 잠금 홈(40)의 외부에 배치시켜, 스프링(11)이 블레이드(5)를 회로 개방 위치로 복귀시키고 또한 헤드(37)를 철회 위치로 복귀시키도록 함으로써 이 시스템의 잠금을 해제할 수 있다.

본 발명은 단지 예로써 앞에 설명된 이 장치의 실시형태들에만 한정되는 것은 아니고, 그의 모든 다양한 변형예를 포함한다는 것은 당연하다. 따라서, 특히 도 19에 도시된 실시형태에서, 각각의 로드(7)는, 다수의 접점을 동시에 제어하기 위해 개별적으로 또는 결합되어 사용될 수도 있는 표준 단자 블록을 사용할 수 있도록 하기 위해, 도 1∼도 4를 참조하여 설명된 로드와 동일할 수 있다. 또한, 로드가 병진 및 회전 운동하여 접점이 폐쇄되는 경우에, 접점이 이루어지기 전에 로드의 단부가 케이싱 내로 삽입될 수 있도록 로드의 치수를 결정함으로써 접점의 의도하지 않은 폐쇄로부터 시스템을 보호할 수 있다. 따라서, 케이싱에 이르도록 로드를 의도하지 않게 가압하여도 접점은 이루어지지 않는다. 이 장치의 모든 실시형태에서, 접점 영역은 배플(baffle)을 형성하는 리브(rib) 및/또는 리드(lid)에 의해 대기 오염으로부터 보호될 수 있다,